- HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH. - Sơ ñồ ñường truyền vệ tinh 2. - Băng tần thông tin vệ tinh. - Phân tích ñường truyền vệ tinh: Sơ ñồ khối của ñường. - Sơ ñồ ñường truyền vệ tinh. - Hệ số tăng ích. - Công suất bức xạ ñẳng hướng tương ñương. - Suy giảm sóng trên tuyến Vệ tinh - Mặt ñất. - Công suất thu ñựơc ở một anten với hệ số khuyếch ñại Gr có thể biểu diễn như sau:. - P t là công suất phát, G t là hệ số khuyếch ñại của anten phát, G r là hệ số khuyếch ñại anten thu. - Lp là tổn hao ñường truyền. - Trong không gian tự do tổn hao ñường truyền ñược xác ñịnh như sau ñược xác ñịnh như sau:. - Có thể biểu diễn công suất thu như sau:. - trong ñó: EIRP là công suất phát ñẳng hướng tương ñương,. - Hấp thụ của khí trong khí quyển là nguyên nhân gây ra tổn hao khí quyển. - Các tổn hao này thường vào khoảng vài phần của dB. - Tổn hao do tầng ñiện ly và khí quyển: lớp khí loãng bị ion hoá bởi các tia vũ trụ, có ñộ cao từ 70 ñến 1000km. - Tầng ñiện ly gây ra dịch phân cực sóng ñiện từ dẫn ñến tổn hao lệch phân cực. - Tổn hao do mất ñồng chỉnh anten. - Khi thiết lập một ñường truyền vệ tinh, lý tưởng phải ñạt ñược ñồng chỉnh các anten trạm mặt ñất và vệ tinh. - Có thể xảy ra hai nguyên nhân tổn hao lệch trục, một xẩy ra tại vệ tinh và nguyên nhân thứ hai xẩy ra tại trạm mặt ñất (hình 1b). - Tổn hao lệch trục tại vệ tinh ñược xét tới khi khi thiết kế ñường truyền hoạt ñộng ở ñường viền của anten vệ tinh thực tế. - Tổn hao lệch trục ở trạm mặt ñất ñược gọi là tn hao ñnh hng anten. - Tổn hao ñịnh hướng anten thường xẩy ra vài phần mười dB.. - Ngoài tổn hao ñịnh hướng, có thể xẩy ra tổn hao do mất ñồng chỉnh hướng phân cực. - Tổn hao mất ñồng chỉnh phân cực thường nhỏ và ta sẽ coi rằng các tổn hao do mất ñồng chỉnh anten gồm: cả tổn hao ñịnh hướng và tổn hao phân cực gây ra do mất ñồng chỉnh. - Các tổn hao mất ñồng chỉnh anten phải ñược ñánh giá từ các số liệu thống kê trên cơ sở sai lỗi ñược quan sát thực tế cho một khối lượng lớn các trạm mặt ñất.. - Tổng tổn hao ñường truyền Lp khi trời quang ñãng ñược xác ñịnh theo công thức sau:. - Phương trình cho công suất thu ở dB như sau:. - trong ñó:Pr là công suất thu [dBW], EIRP là công suất phát xạ ñẳng hướng tương ñương [dBW], FSL là tổn hao trong không gian tự do [dB]. - RFL là tổn hao phidơ máy thu [dB]. - AML là tổn hao mất ñồng chỉnh anten [dB]. - AA là tổn hao hấp thụ khí quyển [dB]. - PL là tổn hao lệch phân cực [dB].. - Khoảng cách giữa trạm mặt ñất và vệ tinh là 42.000 km.. - Tính tổn hao trong không gian tự do tại tần số 6 GHz.. - ðường truyền vệ tinh làm việc tại tần số 14 GHz có tổn hao phiñơ bằng 1,5 dB và tổn hao không gian tự do bằng 207 dB.. - Tổn hao hấp thụ khí quyển bằng 0,5 dB, tổn hao ñịnh hướng anten bằng 0,5 dB, tổn hao lệch cực có thể bỏ qua. - Tính tổng tổn hao ñường truyền khi trời quang.. - Tính công suất bức xạ ñẳng hướng tương ñương. - Tính công suất tín hiệu tại ñầu vào máy thu.. - Công suất tạp âm nhiệt. - Công suất tín hiệu thu trong một ñường truyền vệ tinh thường rất nhỏ, vào khoảng picowat. - Công suất này sẽ ñược máy thu khuếch ñại ñến công suất ñủ lớn. - Tuy nhiên do luôn luôn có tạp âm ở ñầu vào máy thu nên nếu tín hiệu thu không ñủ lớn hơn tạp âm, khuếch ñại sẽ không có tác dụng vì nó khuếch ñại cả tạp âm. - Tình trạng này còn trở nên tồi tệ hơn vì chính bộ khuếch ñại cũng bổ sung thêm tạp âm.. - Trong thiết bị tạp âm nhiệt gây ra do chuyển ñộng nhiệt của các ñiện tử trong các vật dẫn. - Nó ñược tạo ra ở các phần tử ghép có tổn hao giữa anten với máy thu và ở các tầng ñầu của máy thu. - Mật ñộ phổ công suất tạp âm nhiệt không ñổi ở. - Quá trình tạp âm nhiệt ở máy thu ñược mô hình hoá bằng quá trình tạp âm trắng Gauss cộng (AWGN: additive white Gauss noise) và ñược biểu thị bằngcông suất tạp âm cực ñại có thể có ở ñầu vào bộ khuếch ñại như sau:. - T là nhiệt ñộ tạp âm ño bằng Kenvin [K] và ∆f là băng thông kênh [Hz] ño ở mức -3dB.. - Mật ñộ phổ công suất tạp âm. - Ví dụ tính suy hao tổng và tạp âm. - Tạp âm anten. - Các anten thu ñưa tạp âm vào các ñường truyền vệ tinh. - Như vậy tạp âm do các anten vệ tinh và anten trạm mặt ñất ñưa vào. - Có thể phân chia tạp âm do anten ñưa vào thành hai nhóm: tạp âm xuất sứ từ tổn hao anten và tạp âm bầu trời. - Tạp âm bầu trời là thuật ngữ ñể miêu tả phát xạ vi ba từ vũ trụ do các phần tử ñược làm nóng trong vũ trụ gây ra. - Nhiệt ñộ tạp âm tương ñương của bầu trời nhìn từ anten mặt ñất ñược cho ở hình 7.2. - Sự tăng nhiệt ñộ tạp âm trong trường hợp thứ hai là do sự phát xạ nhiệt của trái ñất và ñây là lý do thiết lập giới hạn dưới của góc ngẩng anten bằng 50 ở băng C và 100 ở băng Ku.. - Các ñồ thị cho thấy tại ñầu tần số thấp của phổ, tạp âm giảm khi tăng tần số. - Khi anten hướng thiên ñỉnh, nhiệt ñộ tạp âm giảm xuống còn 3 K tại các tần số nằm trong khoảng từ 1 ñến 10 GHz. - Tạp âm hệ thống. - Hệ số tạp âm. - Người ta biểu diễn tạp âm của một bộ khuếch ñại qua hệ số tạp âm F - Noise Factor. - Khi ñó nguồn tạp ñược tham chiếu ở nhiệt ñộ trong phòng T o là 290 o K Tức là 20 o C.Tạp âm ñầu vào của nguồn ñó là kT o . - Khi ñó tạp âm ñầu ra của bộ khuếch ñại là:. - Trong ñó G là hệ số khuếch ñại, F là hệ số tạp âm.. - Tương quan giữa nhiệt tạp âm và hệ số tạp âm ñược biểu diễn như sau. - Te là nhiệt tạp âm của bộ khuếch ñại, To là nhiệt tham chiếu. - Ý nghĩa của hệ số tạp âm: Hệ số tạp âm thường ñược dùng cho máy thu - Receiver, còn nhiệt tạp âm thường ñược dùng cho khuếch ñại tạp âm thấp - LNA và các bộ ñổi tần. - Hệ số tạp âm còn ñược biểu diễn qua dB và ñược gọi là Noise Figure - Chỉ số tạp. - Biểu diễn hệ số tạp âm bằng SNR. - Hệ số tạp âm ñược ñịnh nghĩa là tỷ số giữa tỷ số tín hiệu trên tạp âm ở ñầu vào với tỷ số này ở ñầu ra phần tử thu như sau:. - Hệ số tạp âm của máy thu chủ yếu ñược xác ñịnh bởi các tầng ñầu của máy thu. - Tạp âm gây ra do bộ khuếch ñại của máy thu ñược quy ñổi thành tạp âm ñầu vào máy thu và ñược ký hiệu là Nai. - ðể có thể áp dụng ñược NF ta phải sử dụng nguồn tạp âm tham chiếu N i . - Như vậy hệ số tạp âm sẽ cho thấy thiết bị sẽ tạo ra tạp âm lớn hơn bao nhiêu lần tạp âm của nguồn tham chiếu. - Hệ số tạp âm có thể ñược xác ñịnh ñối với nguồn tạp âm tham chiếu ở nhiệt ñộ T i = 290 K. - Khi ñó mật ñộ công suất tạp âm của nguồn tham chiếu như sau:. - Nếu thay N i = kT i ∆f và N ai = kT r ∆f, trong ñó T i là nhiệt ñộ nguồn tham chiếu còn T r là nhiệt ñộ tạp âm hiệu dụng của máy thu, ta có thể viết T r = (NF-1)T i. - Ba thông số thường ñược sử dụng ñể ñánh giá tỷ số tín hiệu trên tạp âm là: sóng mang trên tạp âm (C/N hay P r /N), sóng mang trên mật ñộ tạp âm (C/N o hay Pr/N o ) và năng lượng bit trên mật ñộ phổ tạp âm (E b /N o. - ðường lên trong ñường truyền vệ tinh là ñường phát từ trạm mặt ñất ñến vệ tinh. - Tỷ số sóng mang trên mật ñộ tạp âm:. - Khi cần sử dụng tỷ số sóng mang trên tạp âm chứ không phải tỷ số sóng mang trên mật ñộ tạp âm ta có thể sử dụng công thức sau:. - Tổn hao trong không gian tự do. - EIRP = Ψ M + A o + L p -RFL , dBW, trong ñó: L p = FSL + AA + PL + AML tổn hao khí quyển (AA), lệch phân cực (PL), lệch ñồng chỉnh anten, phiñơ thu (RFL). - trong ñó EIRP s là công suất trạm mặt ñất tại ñiểm bão hoà. - Bộ khuếch ñại công suất lớn ñường lên. - Bộ khuếch ñại công suất lớn (ñược ký hiệu là HPA) của trạm mặt ñất có nhiệm vụ cung cấp công suất bằng công suất phát xạ cộng tổn hao phiñơ (tổn hao này ñược ký hiệu là TFL). - TFL bao gồm tổn hao ống dẫn sóng, bộ lọc, bộ ghép nối giữa ñầu ra bộ khuếch ñại công suất với anten. - Ta có thể biểu diễn công suất ñầu ra bộ khuếch ñại theo dB như sau:. - Bộ khuếch ñại công suất lớn trạm mặt ñất phải ñược thiết kế theo công suất bão hoà ñầu ra như sau:. - ðường xuống là ñường phát từ vệ tinh xuống trạm mặt ñất.. - Tỷ số sóng mang trên mật ñộ tạp âm. - Các giá trị ñược sử dụng là EIRP vệ tinh, các tổn hao phiñơ máy thu trạm mặt ñất và G/T máy thu trạm mặt ñất. - Tổn hao không gian tự do và các tổn hao phụ thuộc tần số khác ñược tính theo tần số ñường xuống.. - Tỷ số sóng mang trên tạp âm. - Tính chỉ số Tín/Mật ñộ tạp âm cho cả hai ñường.. - Tính chỉ số Tín/Mật ñộ tạp âm
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt